果園多種處理模式對雜草的影響

張苗苗，竇孟蘭，敖 蘇，朱朝華

(海南大學 熱帶農林學院 ?？?570228; 2. 海南出入境檢驗檢疫局 ?？?570311)

海南素有“天然溫室”的美譽，具有發(fā)展熱帶高效農業(yè)的獨特條件，而熱帶水果是海南省的支柱產業(yè)之一，是中國發(fā)展熱帶水果的一塊寶地[1]。果園雜草的防除是果園田間管理的重要環(huán)節(jié)，目前，熱帶果園除草方式大都采用除草劑處理的方式，而化學藥劑的使用對導致土壤中藥劑的殘留，以及對樹根造成傷害[2]。而人工除草需要耗費大量的人力，機械除草在很多山地丘陵也不太適用。覆膜除草也是果園常用的除草方式之一，但現(xiàn)有膜栽生產因技術措施不到位, 農民生態(tài)意識差, 存在面源污染加劇的負面影響[3]。一是地膜栽培后殘膜大部分未回收, 殘留土中形成白色污染。二是蓋膜栽培肥料、農藥使用不合理的田塊有害物質揮發(fā)減少, 殘留在土壤中的越來越多, 既形成土壤毒害, 又影響農產品的品質提高。果園生草的栽培以及殘株的覆蓋是一種以草抑草的管理方法，生草的種植可以改善土壤的物理性質，以及土壤肥力。鄭平生[4]的研究表明，桃園地面覆蓋后, 土壤容重降低、孔隙度和含水量增加, 土壤結構得到改善, 有效提高了桃樹根系的活動機能, 加速其新根發(fā)生生長。生草種植還可以減少雜草的發(fā)生，張慧[5]等的研究表明，間種白三葉草能改變果園雜草群落結構，有效控制雜草的生長。焦?jié)櫚驳萚6]報道，生草處理較清耕提高油橄欖果實含油率，在補灌條件下, 間作毛苕子和自然生草均較清耕提高單株產量, 增幅分別為10.56%和5.79%。生草的種植還能改善果園環(huán)境，調整果園土壤溫度，增加生物多樣性，對果園有著重要的意義。本研究通過生草刈割后，覆蓋在土壤表面與幾種常用的田間除草模式相比較，旨在為生草的選擇和覆蓋模式提供更多依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計試驗布置在海南大學校園基地內，采用小區(qū)法。每個小區(qū)大小為3 m×3 m，覆蓋試驗生草5 kg·m-2。試驗設4個處理：覆黑膜、除草劑噴施、生草殘株覆蓋以及清耕為對照。每個處理重復5次。選擇5種生草，分別是：大葉油草AxonopuscompressusP.、柱花草Stylosanthes、平托落花生Desmodiumheterocarpum(L.)、紫花苜蓿MedicagosativaL.和黑麥草LoliumperenneL.。除草劑選用草甘膦異丙胺鹽，除草地膜選用黑色除草地膜。

1.2 調查項目與方法試驗于2018年12月至2019年5月進行。分別于2018年2月底和2019年4月底進行2次調查。采用五點取樣法(面積1 m×1 m)進行調查，記錄雜草數(shù)量、蓋度以及鑒定種類。

1.3 計算公式與數(shù)據(jù)處理物種豐富度(S)即雜草群落中的物種數(shù)，多度(Pi)用Berger-Parker公式計算：

Pi=Ni/N，

式中 ：Pi是第i物種的個體數(shù)(Ni)占群落總個體數(shù)(N)的比例。

群落多樣性(H)用Shannon-Wiener公式測定：

H=-∑(PilnPi)

均勻度(J)用Pielou公式測定：

J=[-∑(PilnPi)]/lnS

優(yōu)勢集中性(C)用Simpson公式測定：

C=∑Pi2

上述公式中，i取值范圍為1～S。

重要值=相對密度+相對蓋度+相對頻度 ，

式中：相對密度為該雜草的密度與所有雜草密度之和的比例；相對蓋度為該雜草的蓋度與所有雜草蓋度之和的比例；相對頻度為該雜草的頻度與所有雜草頻度之和的比例。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋模式對雜草群落的影響從表1可知，共出現(xiàn)雜草14個科、33個屬、33個種，大部分雜草屬于禾本科，菊科以及莎草科。在第1次調查中，大葉油處理組共出現(xiàn)雜草7個科、15個屬、15個種；紫花苜蓿處理組出現(xiàn)雜草6個科、9個屬、9個種；柱花草處理組出現(xiàn)雜草13個科、20個屬、20個種；黑麥草處理組出現(xiàn)雜草8個科、11個屬、11個種；平托落花生處理組出現(xiàn)雜草7個科、12個屬、12個種。除草劑處理10個科、19個屬、19個種；黑膜處理共出現(xiàn)雜草5個科、6個屬、6個種。對照處理中出現(xiàn)雜草13個科、21個屬、21個種。在第2次調查中，柱花草出現(xiàn)雜草7個科、7個屬、7個種；紫花苜蓿殘株覆蓋共出現(xiàn)雜草7個科、7個屬、11個種；平托落花生殘株覆蓋出現(xiàn)雜草8個科、8個屬、8個種；黑麥草處理共出現(xiàn)雜草9個科、9個屬、12個種；對照處理共出現(xiàn)雜草11個科、23個屬、23個種。黑膜覆蓋以及除草劑覆蓋處理區(qū)，調查中沒有出現(xiàn)其他新的種類。通過2次調查發(fā)現(xiàn)，生草覆蓋區(qū)中出現(xiàn)的雜草種類，隨著時間的推移雜草種類減少。在大葉油草處理中，雜草的種數(shù)減少了8種，柱花草處理區(qū)雜草的種數(shù)減少了13種，其次是平托落花生處理區(qū)，雜草的種類數(shù)減少了4種。這幾種生草其他處理區(qū)雜草種類數(shù)沒有什么差異。

2.2 不同覆蓋模式的雜草密度對生草覆蓋、除草劑噴施、黑膜覆蓋以及清耕處理4種處理方式下雜草的密度進行分析，結果表明(表2)：清耕處理(對照)區(qū)在2次調查中雜草密度最大，并且在第2次調查中密度達到165.5株·m-2。黑膜覆蓋雜草的總密度最小，在第2次的調查中密度減小到1株·m-2，除草劑處理區(qū)對雜草的效果相對生草處理沒有明顯的優(yōu)勢，第2次調查雜草總密度為61.4株·m-2，但是各類的雜草密度有所下降。生草處理區(qū)雜草密度最小的為黑麥草處理區(qū)，第1次調查的密度最小為33株·m-2，第2次調查密度略有上升，但是差別不大。跟第2次調查相比密度略有上升的生草處理區(qū)還有紫花苜蓿處理區(qū)以及平托落花生處理區(qū)，在第2次調查的雜草密度分別為：59.8，91.1株·m-2。第2次調查雜草總密度下降的生草處理區(qū)有大葉油草和柱花草處理區(qū)，第2次調查的雜草密度分別為：55，34株·m-2，雜草的總密度分別下降了30.9%和66.3%。在雜草調查中密度最大的雜草種類為莎草科的香附子，密度占據(jù)了各個調查區(qū)雜草總密度的一半。其次，雜草密度比較大的為禾本科的狗牙根、馬唐和牛筋草。狗牙根的密度在整體的處理中有所上升，生草的覆蓋下，牛筋草的密度明顯下降，甚至第2次調查中除了紫花苜蓿處理密度在0.2株·m-2，其他生草處理組沒有出現(xiàn)牛筋草。生草處理組對酢漿草科酢漿草、茜草科墨苜蓿和馬齒莧科馬齒莧的密度也出現(xiàn)抑制現(xiàn)象。

表1 不同覆蓋模式下雜草的種類Tab.1 Weed species under different mulching patterns

續(xù)表1 Continued Tab.1

2.3 不同覆蓋模式的雜草多度從表3可知，在CK中馬唐的多度最大， 2次調查多度分別為0.112 4，0.112 4 ，香附子在4組處理2次調查中多度最大，均超過在0.5。所以對照中以馬唐為主，其余處理均低于對照。除草劑處理組以墨苜蓿為主要雜草，2次調查多度分別為：0.344 3，0.302 1，其次是牛筋草，2次調查多度分別為：0.197 5，0.124 0。生草處理組以及黑膜處理兩次調查均以香附子居多，除了除草劑第2次調查香附子的多度上升外(由0.096 2上升到0.143 1)，其余處理組相差不大。紫花苜蓿處理組在第2次調查時，狗牙根的多度從0到0.133 8，大葉油草處理組的雜草多度比第1次調查也略有上升，但整體生草處理組第2次調查的雜草多度都呈下降的趨勢。對照處理組第2次調查比第1次調查雜草的多度都有上升的趨勢。

2.4 不同覆蓋模式的雜草重要值對比2次調查雜草的重要值，香附子一直是4個處理區(qū)的優(yōu)勢種。在第1次調查中(表4)，黑麥草、紫花苜蓿以及除草劑可以有效抑制香附子的發(fā)生，重要值跟對照相比差了1倍。柱花草處理組，除了香附子之外，其他種類雜草的重要值不超過7%。第2次柱花草處理中優(yōu)勢種除了香附子以外，蓮子草、馬齒莧以及狗牙根也相對變?yōu)閮?yōu)勢種，這幾種雜草的重要值分別為48.4%,43.5%,36.8%，相比第1次調查變大。黑麥草處理組，三葉鬼針草重要值位居第2，為32.3%，其次為馬齒莧26.8%、墨苜蓿19.2%。其他類雜草重要值也均小于10%。第2次調查中(表5)，黑麥草處理區(qū)，優(yōu)勢種有所變化，從香附子-馬齒莧-墨苜蓿變?yōu)橄愀阶?狗牙根-酢漿草。平托落花生處理區(qū)，除了香附子重要值在100%以上，其他雜草種類重要值都在20%以下。第2次調查中，平托落花生處理區(qū)，雜草的優(yōu)勢種從香附子變?yōu)橄愀阶?狗牙根-酢漿草。2次調查，紫花苜蓿處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子變?yōu)橄愀阶?狗牙根。大葉油處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子-白茅-酢漿草，變?yōu)橄愀阶?白茅-狗牙根。黑膜處理區(qū)，優(yōu)勢種從香附子-馬齒莧-酢漿草-知風草-牛筋草-狗牙根，變?yōu)槿~鬼針草-酢漿草-狗牙根-牛筋草-馬齒莧。對照優(yōu)勢種2次調查的優(yōu)勢種為香附子-狗牙根-馬唐。除草劑處理的優(yōu)勢種從墨苜蓿-牛筋草-狗牙根變?yōu)槟俎?香附子-牛筋草。不同處理中香附子大都為雜草群落的優(yōu)勢種，其次為禾本科雜草牛筋草、狗牙根，馬齒莧科馬齒莧以及茜草科墨苜蓿。

表2 不同覆蓋模式下的雜草總密度Tab.2 Weeds Density under Different Covering Patterns

表3 不同覆蓋模式下雜草的多度Tab. 3 Weed abundance under different mulching patterns

表4 第1次不同覆蓋模式的雜草重要值Tab.4 Weed abundance under different mulching patterns in the first survey %

2.5 不同覆蓋模式的雜草群落特征從表6可知，第1次調查中，處理區(qū)的群落多樣性(H)大小為：除草劑>黑麥草>CK>柱花草>黑膜>大葉油草>平托落花生>紫花苜蓿，物種豐富度(S)大小為：CK>柱花草>除草劑>大葉油草>平托落花生>黑麥草>紫花苜蓿>黑膜，均勻度(J)大小排列為：黑膜>除草劑>黑麥>CK>柱花草>大葉油草>平托落花生>紫花苜蓿,優(yōu)勢集中性(C)大小為：除草劑黑麥草>黑膜>除草劑>柱花草>大葉油草>紫花苜蓿>平托落花生，優(yōu)勢集中性(C)大小為：平托落花生>紫花苜蓿>大葉油草>柱花草>CK>黑膜>黑麥草>除草劑，均勻度(J)大小為：大葉油草>黑膜>黑麥草>除草劑>CK>柱花草>紫花苜蓿>平托落花生。物種豐富度(S)：大小排列為：CK>除草劑>黑麥草>紫花苜蓿>平托落花生>柱花草>大葉油草>黑膜。

果園雜草物種群落穩(wěn)定性可以通過雜草多樣性、雜草物種豐富度、雜草均勻度以及優(yōu)勢集中性進行不同角度的衡量。雜草種類豐富度、物種多樣性和均勻度越大優(yōu)勢集中性越小，物種群落結構則越復雜，反饋系統(tǒng)越強大，對環(huán)境變化的緩沖作用越強，物種群落更穩(wěn)定，優(yōu)勢種不突出，雜草不容易大發(fā)生。從2次調查結果看黑麥草和柱花草以及大葉油草幾種生草覆蓋下的群落結構最穩(wěn)定，最不容易受到環(huán)境的影響。

表5 第2次不同模式處理下雜草的重要值Tab.5 Weed abundance under different mulching patterns in the second survey %

表6 雜草群落特征值Tab.6 Community characteristics of weeds

3 討 論

果園雜草作為果園生態(tài)系統(tǒng)中植物多樣性的成分，能有效地改變果園生態(tài)系統(tǒng)的結構，直接影響果園生物多樣性。雜草與果樹爭水、爭肥、爭空間、爭陽光，影響果樹的正常生長，是新開墾果園和幼年果樹的主要生態(tài)限制因子[5]。但是鋤盡雜草會造成果園土壤的裸露，導致土壤理化性質的變化。生草殘株的覆蓋可以有效減少土壤裸露的面積，增加土壤的有機質，有研究表明，覆蓋的綠色雜草及草根腐爛后能夠有效增加獼猴桃果園土壤有機質[7]。筆者用5種生草進行覆蓋，并設清耕處理和除草劑處理，比較幾個處理間的雜草種類、密度、物種多樣性和重要值等評價指標。2次雜草調查共出現(xiàn)雜草14個科、33個屬、33個種，大部分雜草屬于禾本科，菊科以及莎草科。5種生草殘株覆蓋后，雜草的物種豐富度降低。大葉油草和柱花草殘株的覆蓋對物種豐富度的影響最大，在第2次調查中，雜草種類數(shù)減少到7種，相比對照減少了15個種。因為生草的覆蓋阻隔了雜草需要的光能，從而抑制一些雜草的產生。生草的覆蓋可以明顯的減少雜草的覆蓋度以及密度。本研究中，黑麥草的覆蓋可以顯著降低雜草的總密度。孫雪等[8]的研究表明，冬種黑麥草可以影響農田中雜草種類，對農田中的雜草種子的萌發(fā)也有一定的抑制作用。這跟本試驗的結果一致。張慧等[5]的研究表明，果園中種植白三葉可以使雜草群落趨于穩(wěn)定，雜草群落優(yōu)勢種不明顯，雜草發(fā)生不嚴重。水葫蘆的覆蓋也可以有效抑制田間雜草，減少運輸成本，提高社會效益[9]。本研究結果表明，種植生草刈割并且覆蓋，可以使雜草群落穩(wěn)定，有效減少雜草的發(fā)生，既能減少除草劑的使用，也減少了人工處理需要刈割雜草的繁瑣。